КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Растворимость газов в воде

Растворимость газов (Не, Nе, Н2), молекулы которых имеют небольшие размеры, весьма мала. Растворимость благородных газов резко возрастает с увеличением их молекулярной массы.

Газы, молекулы которых образуют водородные связи и химические соединения с молекулами воды, растворяются весьма хорошо (СО2, С1, H2S, S02, NH3).

0 20 40 60 80 100 Р, МПа 0 20 40 60 Р, МПа

Рис. 12.26. Зависимость растворимости Рис. 12.27. Зависимость растворимости водорода в воде от давления и темпера - диоксида углерода в воде от давления

И температуры.

Рассмотрим зависимость растворимости газов от давления (рис. 12.26 и 12.27). При давлениях, близких к атмосферному, растворимость газов в воде растет обычно пропорционально давлению. При повышенных дав­лениях такая зависимость соблюдается для легких газов (водород, гелий) с удовлетворительной точностью до 10 МПа. При более высоких давлениях растворимость ниже, чем должно быть по линейной зависимости. Рост рас­творимости тяжелых углеводородных газов (этан и т. д.) замедляется уже при сравнительно невысоких давлениях.

Зависимость растворимости газов в воде от температуры также неод­нозначна. В области низких и умеренных температур растворимость уменьшается с температурой (рис. 12.28). С повышением температу­ры растворимость после минимального значения снова начинает расти (рис. 12.26, 12.27).

Минимум растворимости для наиболее легких газов (гелий, водород, неон) наблюдается при температуре до 50°С, для азота — около 75°С, для аргона, кислорода, криптона, метана, этана — при температуре 90-100°С, для диоксида углерода — около 150°С, для сероводорода — примерно 180°С. Для полярного газа, образующего эффективные водородные связи с водой, аммиака признаков приближения минимума растворимости не наблюдается при исследованиях до 318°С.

Наличие отрицательного коэффициента растворимости и минимума растворимости газов в воде используется для дегазации — удаления из пита­тельной воды агрессивных газов (О2, СО2). При нагреве воды в деаэраторе до температуры кипения парциальное давление газов над поверхностью воды снижается до нуля и газы переходят из воды в газовую среду. Выде­ляющиеся газы вместе с частью водяного пара непрерывно удаляются из деаэратора.

Наиболее эффективно удаление газов из воды происходит при температуре 'кипения, соответствующей минимуму растворимости данного газа. В деаэраторах атмосферного ти­па (р = 0,12 МПа, t3 = Ю4°С) происходит эффективное удаление кислорода, а в деаэра­торах повышенного давления (р = 0, 7 МПа, ts = 165°С) — диоксида углерода (С02).